Робототехника как условие формирования у обучающихся компетенций XXI

века.

Годнев Евгений Евгеньевич

педагог дополнительного образования

М Б У

Д О

« Ц е н т р

р а з в и т и я

творчества

детей

и

юношества»

Вилючинского городского округа

Нет профессий с большим будущим,

но есть профессионалы с большим

будущим.

Джордж Бернард Шоу

Аннотация:

В статье обобщен опыт работы педагога дополнительного образования

МБУ ДО «Центр развития творчества детей и юношества» г. Вилючинска по

воспитанию

школьников

среднего

возраста

в

рамках

реализации

дополнительной

общеобразовательной

общеразвивающей

программы

технической

направленности

«Робототехника».

Где

мы

сталкиваемся

с

элементами робототехники, как предположительно будет развиваться данное

направление.

Используемые в программе современные технологии обучения

позволяют формировать у учащихся актуальные компетенции XXI века.

Ключевые слова:

Образование,

социальный

заказ,

специализация,

формирование

компетенций, опыт работы, результаты деятельности.

В

настоящее

время

одним

из

ключевых

ориентиров

в

образовании

является формирование современных компетенций учащихся, что согласуется с

1

концепцией развития дополнительного образования детей, которое должно быть

направлено на обеспечение персонального жизнетворчества обучающихся в

контексте позитивной социализации как здесь и сейчас, так и на перспективу в

плане их социально-профессионального самоопределения, реализации личных

жизненных замыслов и притязаний. В свою очередь занятия по робототехнике

как раз позволяют формировать современные компетенции.

Данное направление не только актуально, но и перспективно. Ни для кого

из вас не секрет, что на данный момент времени робот является ничем иным,

как автоматизированной системой, предназначенной для решения одной или

нескольких типовых задач. И, полагаясь на это определение, если мы оглядимся

по сторонам и посмотрим внимательно, то увидим такие системы практически в

любой

сфере

деятельности

человека.

Даже

привычный

всем

смартфон

фактически является автоматизированной системой. Он может будить нас по

утрам, доставлять нам электронную почту, отслеживать и выбирать для нас

важные новости, напоминать нам о ключевых событиях, опираясь на календарь

и так далее. В корпусе любого современного смартфона спрятаны датчики

освещенности, следящие за тем, как мы прикладываем телефон к уху, гироскоп,

позволяющий отслеживать ориентацию смартфона в пространстве, датчик gps и

многое другое. Или вот еще один пример с банкоматом, выдающим наличность.

Он

также

является

автоматизированной

системой,

оснащенной

множеством

датчиков, двигателей, выполняющих вполне конкретные, понятные всем задачи.

У некоторых уже появились в доме роботы - пылесосы или роботизированные

игрушки. Можно найти массу других примеров в современном мире. Все это

названо бытовой робототехникой. В разрезе такой классификации мы можем

выделить

так

же

строительную,

промышленную,

авиационную

и

экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику. И все это

нас окружает уже сегодня. А ведь мы с вами еще не говорили об искусственном

интеллекте, который так надеются разработать ученые по всему миру. Конечно

ИИ - пока что научная фантастика, но как показывает история, многое из того,

2

что мы считали фантастикой хотя бы 20 лет назад, на сегодняшний день

является нормой.

Но как говорит народная мудрость: «не всем волчатам стать волками».

Естественно, далеко не все дети в будущем станут робототехниками, хотя это

направление

в

школах

можно

ввести

с

1

класса

–

для

этого

уже

есть

необходимые

методические

разработки

и

платформы,

например,

платформа

Wedo от компании Lego с готовым набором занятий.

Так

в

чем

же

смысл

им

тратить

на

это

время?

Мы

подходим

к

следующему

ключевому

моменту.

Любому

ребенку

хочется

отвлечься

от

рутинных уроков, любой ребенок любит заниматься творчеством, и абсолютно

любой ребенок будет рад увидеть плоды своего труда. И всего этого можно

добиться посредством развивающей игры с роботизированным конструктором.

Можно много говорить о таких составляющих робототехники, как математика,

механика, электроника, программирование. Эти науки в перспективе оказывают

влияние на развитие ребенка и успеваемость по соответствующим предметам,

но прежде всего, занятия робототехникой могут активизировать мотивацию к

познанию окружающего мира, поднять общую успеваемость и тягу к обучению

в целом. Занятия робототехникой стимулируют как к самостоятельному, так и к

совместному

поиску

решений

на

поставленные

задачи,

воспитывают

усидчивость,

дисциплину,

целеустремленность. Как правило, робототехники

работают

в

команде,

так-как

и

создание,

и

обслуживание

робота

-

весьма

трудоемкое занятие, требующее обширных и глубоких знаний в различных

областях,

а

ведь

это

и

есть

ни,

что

иное,

как

коллективное

творчество!

Коллективная работа в свою очередь способствует развитию коммуникативных

навыков,

что

очень

актуально

в

настоящее

время,

т.к.

дети

стали

меньше

общаться в реальном мире и все более активно взаимодействуют в виртуальном.

Творческий

процесс

увлекает,

главное

создать

для

этого

необходимую

образовательную среду, и ребенок без труда займется самообразованием. Даже

если в дальнейшем дети выберут другой жизненный путь, в их характерах

3

останется много положительных черт, на которые оказали влияние занятия

робототехникой.

Последней, но отнюдь не менее важной отправной точкой к занятиям

робототехникой может стать формирование и развитие технического склада ума

у детей. Как уже было сказано, это направление совмещает в себе и математику,

и механику, и электронику, и программирование. Стимул в изучении таких

дисциплин вполне может привести ребенка к занятиям точными науками. В

перспективе может вырасти новый Менделеев или Эйнштейн. Но даже если

этого не произойдет, будущий абитуриент может стать инженером, механиком,

программистом,

радио-электронщиком

или

преподавателем

математики

и

информатики. Ведь базовые технические знания он сможет впитать в себя в

самом лучшем для обучения возрасте. В этом случае выбранная профессия

станет отражением всего того, что ребенок изучал еще с ранних лет. Именно так

робототехника может помочь в самоопределении нового гражданина.

И

все-таки,

как

робототехника

влияет

на

формирование

акуальных

компетенций?

Попробую

ответить

на

этот

вопрос,

опираясь

на

опыт

деятельности «Центра развития творчества детей и юношества» г. Вилючинска

в данной области. Осенью 2016 года у нас появилась возможность открыть одну

группу

робототехники

на

базе

платформы

Lego

EV3.

Была

разработана

программа обучения для 5 класса и произведён набор ребят. В течение года мы

знакомились с конструктором, постигали азы программирования, участвовали в

соревнованиях

и

занимались

проектной

деятельностью.

Часть

занятий

я

построил в форме бесед, в процессе которых стараюсь не только доносить

учащимся нужные знания, но и вызываю их на диалог со мной и всей группой.

Например, изучая ультразвуковой датчик, измеряющий расстояние до объекта,

мы с ребятами общаемся о том, откуда наука почерпнула эту технологию, где и

как природа использует такую идею и в каких областях деятельности люди

научились использовать ультразвук. Учащиеся с легкостью вступают в разговор,

высказывают свои предположения, обсуждают все возможные варианты. Так же

мы вместе рассуждаем о том, какие есть минусы у данной технологии, на что

4

нужно

обращать

внимание.

Это

позволяет

формировать

у

ребят

такие

компетенции, как информационная и коммуникативная. Учащихся в группе я

разбил на пары. Каждая пара занимается своим роботом. Они вместе решают

поставленные

задачи,

программируют.

Сталкиваясь

с

проблемой,

ребята

решают ее сообща, они вынуждены прислушиваться к мнению сверстников,

считаться с позицией напарника по тому или иному вопросу. Изучая такое

понятие из механики, как передаточное число, я объявил соревнования внутри

группы – чей робот проедет большее расстояние за фиксированное время.

Обязательным

условием

стало

использование

колес

одинакового

диаметра.

Ребята на практике разобрались, что меняется при изменении передаточного

числа

и

познакомились

с

шестеренками.

Но

кроме

этого

они

ближе

познакомились со своими напарниками и поняли, что такое – работа в команде.

Формирование

умения

сотрудничать

с

другими

и

есть

формирование

социальной

компетенции.

Постепенно,

накапливая

базовые

знания,

мы

с

учащимися

переходим

к

самостоятельной

постановке

задачи

и

поиску

ее

решения. В этом отношении очень сильно помогает проектная деятельность,

которой мы занимаемся в процессе подготовки к краевому конкурсу проектов. В

прошлом учебном году мы готовили проект «Умный дом», для реализации

которого

учащиеся

собрали

четыре

автономных

робота,

работающих

согласованно друг с другом при помощи беспроводных технологий. На первом

занятии мы выбрали общую идею проекта, после чего учащиеся придумали и

воплотили в жизнь свои подсистемы. Часть необходимых знаний у ребят уже

была, но с некоторыми моментами им пришлось разбираться. Это подтолкнуло

к

самостоятельному

поиску

нужных

знаний,

что

на

сегодняшний

момент

является очень важной компетенцией. Моя роль в процессе реализации проекта

не была большой, хотя индивидуально я подсказывал идеи и в целом дал

ребятам информацию о беспроводной передаче данных. Учащиеся получили

огромный стимул к занятиям и несмотря на сложности характеров, сумели

сплотиться, стать командой. В этом году группа первого года обучения так же

занимается коллективным проектом, общую идею которого я подсказал ребятам

5

– охранная сигнализация. Мы вместе разобрались, из чего она состоит и на что

нужно обратить внимание. Учащиеся решили, какую часть системы они будут

реализовывать и принялись за проект. На момент написания статьи, проект еще

не готов. В этот раз часть знаний я даю ребятам в процессе реализации проекта,

основываясь

на

обратном,

по

отношению

к

стандартным

образовательным

программам, методом – в начале проблема, а потом знания, помогающие эту

проблему решить. Например, мы сталкиваемся с задачей фиксации показателей

датчиков, после чего приходим к основным понятиям в программировании –

переменная,

флаг.

Учащиеся

второго

года

обучения

в

данный

момент

занимаются индивидуальными проектами. И им я практически не помогаю –

необходимые знания у них есть, работать в команде они уже умеют и на данном

этапе развития я стараюсь дать ребятам чувство полной свободы в методах

реализации проектов. На что я действительно повлиял – так это на темы

проектов. В диалоге мы обсудили различные идеи. Реализацию некоторых из

них

я

поставил

под

сомнение

–

с

учащимися

взвесили

каждую

идею

на

соответствие нескольким требованиям, а именно важность и полезность для

общества, а так же реализуемость на платформе Lego EV3.

В

целом

первый

год

как

для

ребят,

так

и

для

меня

оказался

очень

насыщенным

и

продуктивным.

С

краевых

соревнований

«Экспедиция

в

будущее», «Фестиваль робототехники 2017» и конкурса проектов мы привезли

5

дипломов

первой

степени

в

различных

номинациях,

что

стало

для

нас,

новичков,

большой

неожиданностью.

А

мне

пришлось

переосмыслить

всю

программу обучения – уж очень непросто даются пятиклассникам даже азы

программирования.

Мы

снова

и

снова

возвращаемся

к

вышеописанным

компетенциям, добавляя сюда умение находить нужные знания самостоятельно.

Дополнительное

образование

позволяет

ежегодно

корректировать

и

изменять программу. Опираясь на полученный опыт, приняли решение, что с

конструктором Lego EV3 мы будем работать 2 года, в 5-м и 6-м классах. В

группе первого года обучения теперь делаю упор на конструирование – это

6

даётся

ребятам

легче.

Во

второй

год

обучения

в

приоритете

уже

программирование. В дальнейшем жду, что дети вернутся ко мне и в 7-м классе.

Но

с

ними

мы

уже

будем

изучать

основы

радиоэлектроники

и

программирования микроконтроллеров на основе платформы Arduino. На мой

взгляд, это логически вытекает из предыдущей программы и дает ребятам

возможность развиваться дальше. Данная платформа не только известна, но и

распространена по всему миру, применяется в быту и на производстве. Знание

этой

платформы

позволит

ребятам

«на

ты»

общаться

с

любыми

автоматизированными системами, так как принципы используются одни и те

же.

В заключение еще раз хочется сказать, что робототехника находит все

большее применение в окружающем нас мире, и я думаю, что в будущем

профессия

«робототехник»

будет

распространена

так

же

широко,

как

«строитель». Но кроме этого, на сегодняшний момент, робототехника является

ключом ко многим компетенциям, владение которыми мы так хотим видеть в

наших детях.

7